CN218540652U - 一种排水板插板钢靴、装置及轨道振动插板机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种排水板插板钢靴、装置及轨道振动插板机，包括第一钢片和第二钢片。所述第一钢片与所述第二钢片叠放在一起，所述钢靴上设有惯穿两者的左部的穿线孔和惯通两者的右部的穿线孔，用于穿设挂索。所述挂索与所述钢靴之间允许排水板穿过，以将钢靴挂在所述排水板上。所述挂索同时也将两钢片套在一起，在施工时，两钢片压紧在一起，可实现缓冲减震，提高抗破坏性能。所述第一、第二钢片的中部受到第一方向的力，所述第一、第二钢片的边缘部受到与第一方向相反的第二方向的力时，可使第一、第二钢片的边缘部向所述第一方向折弯构成伞状结构，进而能够与四周的土体相握紧，实现留带。

Description

一种排水板插板钢靴、装置及轨道振动插板机

技术领域

本实用新型属于排水板插板设备领域，具体为一种排水板插板钢靴、装置及轨道振动插板机。

背景技术

排水板施工机械，按动力可以分为液压式插板机和振动式插板机。

柴油液压排水板施工常用的挂带方式有：a、排水板片，b、链条+铁销，c、铁皮。

振动式插板机的常用底端固定管靴(防回带)为“链条+铁靴”，其铁靴按形状可以分为：棍式、插销式、挂钩式。铁靴与排水板缠绕方式分为外包带和内包带。

排水板施工，最常出现的施工难点就是回带问题，即排水板套管将排水板引入预定淤泥层深度后，施工套管上抽时，排水板不能固定在预定深度，导致排水板施工失效。

液压插板机比较容易解决回带问题，轨道振动插板机插板则一直深受回带问题困扰，严重影响其质量和市场适用性和拓展性。

轨道振动插板机容易产生回带的主要原因包括：

1、传统轨道振动机成孔拱效用：传统轨道式插板套管为大口径圆形钢管，成孔为挤压式成孔，孔洞较大。当地层土体较硬时，圆孔容易形成拱效用，导致套管回抽时，淤泥难以快速填充孔洞，从而难以快速握裹住板头，导致回带。

2、传统轨道振动插板机端口密封性不足：传统轨道机底部管靴为插销式，底部有插销槽，底部呈“凹”槽型，密封性不好，加上振动插入时挤压和振动作用，套管内特别容易进泥。当地层较软时，流泥特别容易进入套管内，套管内进泥后，挤压排水板，使排水板不容易抽出，造成回带。

3、传统轨道振动插板机握裹式留带性能不足：传统轨道机留带原理是，当套筒将排水板插入预定深度后，套管回抽，铁销将排水板头拖出套管30cm左右，然后套管利用铁链将铁销带出地面，排水板利用已经抽出的30cm左右板带与淤泥之间的握裹而留带，这种留带原理性能不佳，回带率较大。

4、传统轨道振动插板机外包带容易断带造成回带：传统轨道机通常采用外包带，即排水板缠绕在铁销上，当振插管遇到硬层或者石头时，随着振动作用，容易将板头斩断，形成断带，断带后不能产生握裹力而回带。

目前市场上常用的轨道回带解决方案有：1、灌水，管内进入时适用；2、管嘴改装；3、加铁片；4、铁靴改装；5、一次性铁靴。但是前述方式的效果有限。

实用新型内容

一方面，为了提高排水板留带效果，本实用新型提供了一种排水板插板钢靴。

所述排水板插板钢靴，包括第一钢片和第二钢片。

所述第一钢片与所述第二钢片叠放在一起，所述钢靴上设有惯穿两者的左部的穿线孔和惯通两者的右部的穿线孔，用于穿设挂索。

所述挂索与所述钢靴之间允许排水板穿过，以将钢靴挂在所述排水板上。

所述挂索同时也将两钢片套在一起，在施工时，两钢片压紧在一起，可实现缓冲减震，提高抗破坏性能。

所述第一、第二钢片的中部受到第一方向的力，所述第一、第二钢片的边缘部受到与第一方向相反的第二方向的力时，可使第一、第二钢片的边缘部向所述第一方向折弯构成伞状结构，进而能够与四周的土体相握紧，实现留带。

可选地，所述第一钢片的厚度为0.4～0.6mm，优选为0.5mm；所述第二钢片的厚度为0.4～0.6mm，优选为0.5mm。

可选地，所述第一、第二钢片的总厚度为0.9～1mm，优选为1mm。

可选地，所述第一、第二钢片选自不含有铝，含有锰的材料；所述第一、第二钢片优选为301号钢。

如上设置，均可获得折弯能力和刚度较为适宜的钢片，提高留带能力。

另一方面，为了克服排水板施工的容易出现回带的不足，本实用新型提供了一种排水板插板装置。

所述排水板插板装置包括用于套在所述排水板外侧的套管，以及上述排水板插板钢靴。

通过双钢片结构，提高了钢靴的整体机械性能，不易受损，同时可形成伞状的利于留带的结构，大大降低了回带几率。

可选地，所述套管的下端还固定连接有一锲型嘴。以锲入成孔的方式，使得钢靴附近的土体受扰程序被降低，不易成拱，套管回抽时，淤泥可快速填充孔洞，从而快速握裹住板头，防止回带。

可选地，所述锲型嘴的横截面为菱形结构或者类似菱形的多边形结构，以避免成拱。

又一方面，为了降低施工回带率，本实用新型提供了一种轨道振动插板机。

轨道振动插板机包括上述排水板插板装置。

根据对比现有的轨道振动插板机，回带率可降低至5％。

所述套管、锲型嘴以及钢靴可构成一个一端密封的箱体，防止了淤泥进入所造成的回带。

附图说明

图1为一实施例的钢靴的剖面示意图。

图2为一实施例的钢靴与套管配合使用的示意图。

图3为一实施例的排水板插板装置的剖面示意图。

图4为一实施例中的锲型嘴的仰视图。

图号说明：

1.排水板。

10.钢靴，11.第一钢片，12.第二钢片，13.左部的穿线孔，14.右部的穿线孔，15.挂索。

20.套管，21.尖头部，22.锲型嘴。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型进一步说明。

参考图1所示，本实施例的钢靴10包括第一钢片11、第二钢片12。所述第一、第二钢片11、12重叠在一起，并且设置有惯穿两者的左部的穿线孔13和惯通两者的右部的穿线孔14，用于穿设挂索15。

本实施例中，所述挂索15可由铁线制成。在另一些实施例中，所述挂索15还可以替换为其他材质的绳索。

挂索15的一端从第一、第二钢片11、12的上侧经所述左部的穿线孔13穿至第一、第二钢片11、12的下侧，再经所述右部的穿线孔14穿至第一、第二钢片11、12的上侧，进而与挂索15的另一端连接。

所述挂索15具有较长的长度，使得其与第一钢片11或者第二钢片12的一侧之间可留出一定的空间，以允许所述排水板穿过。如此，排水板从挂索15与钢靴10之间穿过后折弯，挂索15则挂在排水板折弯部的内侧。

参考图2所示，施工时，排水板1穿设于套管20内，所述钢靴10挂接在排水板1的下端，并且所述钢靴10的上侧面与所述套管20的下端面抵接以封闭套管20下端。

所述钢靴10的长度长于套管20的宽度，使得钢靴10的两端向外侧凸出。在振动而使所述套管20下压的过程中，钢靴10的向外侧凸出的所述两端则受到剪切力而向上折弯，成伞状结构。所述套管20回抽时，钢靴10的伞状折弯部将排水板1锚定在淤泥预定深度，实现留带。

使用时，所述钢靴10具有双层结构，一方面具有减震缓冲的作用，防止钢靴10因振动而受损或被破坏，另一方面还可以提高可靠性，即使在下层的钢片受损，还可以借助上层的钢片继续正常施工，避免因挂接失效而导致回带。

在一些实施例中，所述第一钢片11的厚度为0.4～0.6mm，优选为0.5mm左右(允许适当误差)。在前述规格下，第一钢片11保有一定的强度而不易损坏，同时具有受力折弯的能力。

在一些实施例中，所述第二钢片12的厚度为0.4～0.6mm，优选为0.5mm左右(允许适当误差)。在前述规格下，第二钢片12保有一定的强度而不易损坏，同时具有受力折弯的能力。

在一些实施例中，所述第一、第二钢片11、12的总厚度为0.9～1mm，优选为1mm左右左右(允许适当误差)，以避免刚度过高。

容易理解，以上实施例中的规格并非绝对限制，在不同的土体工况下，还可以进行适应性的调整。

在一些实施例中，所述第一、第二钢片11、12为301号钢，其在振动下压过程中具有适宜的折弯能力，同时也具有适宜塑性，以在回抽所述套管时发挥锚定作用。较佳地，所述第一、第二钢片11、12不含有铝。容易理解，所述材料并非限制本实用新型，在另一些实施例中，还可以选择机械性能大致相同而可替换的其他材质。

在一些实施例中，所述第一钢片11的宽度为90～100mm，长度为150～170mm。

在一些实施例中，所述第二钢片12的宽度为90～100mm，长度为150～170mm。

根据以上规格，钢靴10的尺寸相对于现有的大铁靴而言更小、更轻。在所述钢靴10的两端部折弯成伞状结构后，横向宽度也比较小，减小了接地面积。

在一些实施例中，所述挂索15为14～16号铁线。

钢靴10上左部的所述穿线孔13与钢靴10上右部的所述穿线孔14之间的间距D与所述排水板1相适应，可允许排水板1穿过。优选地，所述间距D为105mm。

参考图2所示，本实施例的排水板插板装置包括套管20和上述实施例的钢靴10。

参考图3所示，在一些实施例中，所述套管20的下部的宽度沿朝向其下端的方向减小，构成收拢的尖头部21。如此设置，对应配合于套管20下侧的所述钢靴10的规格也可以适应性的缩减。相比于现有的烟袋状管头，以及设置铁链的铁靴，所述插板装置减少接地面积，减少原土扰动，增加了挂带性能。

可选地，所述套管20的下端还固定连接有一锲型嘴22。

在一些实施例中，所述锲型嘴22以焊接的方式与套管20固定在一起。

所述锲型嘴22的宽度小于套管20的宽度。所述锲型嘴22的横截面为菱形或者类似菱形的多边形，其中，可以对菱形的四角作一定变形，例如图4所示的在菱形的两端角处作一切角，构成了一整体上类似菱形的六边形，具有一长轴和一短轴。所述钢靴10的上侧面与锲型嘴22的下端面相抵接。

与现有的能过挤压成孔的方式(孔洞较大，当地层土体较硬时，圆孔容易形成拱效用，导致套管回抽时，淤泥难以快速填充孔洞，从而难以快速握裹住板头，导致回带)相比，所述锲型嘴22的成孔方式为锲入成孔，淤泥被挤开较小，成孔由圆形变成菱形，减少拱效用，使淤泥快速回复填充菱形洞底，从而握裹住板头，减少回带几率。

参考图4所示，所述锲型嘴22的一端较另一端更大，进而构成一端较大，而另一端较小的结构，图中阴影填充的部分为较小一端的端面。在一些实施例中，所述锲型嘴22较小的一端的外尺寸为短轴SOD 32～50mm，长轴LOD 130～139mm。所述锲型嘴22较小的一端的内尺寸为短轴SID 12～20mm，长轴LID 102～109mm。与现有直接使用套管相比，所述锲型嘴22对土层挤压面约为原管嘴1/3，其中，对土层的挤压面是指底端面，不包括四周的侧面。所述锲型嘴22的宽度，从其与所述套管20连接的一端(较大的一端)至其与所述钢靴10相抵接的一端(较小的一端)逐渐减小。

传统轨道振动插板机，采用20～30KW动力锤，与土体的振动冲击力很大，且传统振动机管嘴为凹槽型，接地面积大，振动力度和重复性强。铁靴如果太小太薄，容易因振动损坏，这导致传统振动管靴做得又大又重。

上述各实施例中，采用双钢片结构的钢靴10，其重量只有原铁靴5～8％，接地面积只有原铁靴1/3，减少挤土效用，增强挂带效果。

在另一些实施例中，所述锲型嘴22为平底嘴结构，其底端面不易在振动工况下破坏所述钢靴10。

传统轨道机通常采用外包带，即排水板缠绕在铁销上，排水板部分裸露在管嘴外面，直接与压入土面接触。当振插管遇到硬层或者石头时，随着振动作用，容易将排水板拦腰斩断，形成断带，断带后不能产生握裹力而回带。

本实用新型中，所述套管20、锲型嘴22以及钢靴10可构成一个下部这一端密封的箱体，施插过程中，排水板全部在套管里面，全程受到保护。

在一些实施例中，所述钢靴10的边缘比所述锲型嘴22的底端面外扩20～30cm，有效地包裹端部，防止管内进泥问题。

本实施例的轨道振动插板机设有所述排水板插板装置。液压机容易产生湿陷等不安全因素，从而需要铺设一层砂垫层作为施工排水垫层，而且还需要柴油动力，这就造成大量资源浪费，造成施工不环保，而本实用新型的轨道振动插板机与液压机相比，无需铺设砂垫层，也无需柴油动力，更加环保。

本实用新型的轨道振动插板机还通过所述锲型嘴22以及钢靴10的配合，降低回带率。并且，所述锲型嘴22以及钢靴10的结构简单，生产成本及施工成本低。

施工实施例：

某地基处理工程，根据勘察报告，场地主要土层分布情况如下：

1、一层杂填土(Q4ml)：灰、杂色，主要由人工回填的宁波地铁弃渣形成，以黏性土为主，局部含建筑垃圾，砖块水泥块等，粘性土包含流塑、软塑或可塑状，成分较杂乱，结构松散，均一性差，厚度1～3米。

2、一层淤泥质粉质粘土(mQ42)：灰色，流塑，饱和，微具层理，含贝壳碎屑及有机质，干强度中等，韧性中等，无摇振反应，切面稍显光滑，局部相变为淤泥质粘土。

地基处理方式为“排水板+真空预压”，排水板深度25米，间距0.8米。

考虑该场地主要吹填滩涂地带，吹填深厚淤泥，表层覆盖1～2米填土，排水板施插后，地层水迅速排到地表，地表泥泞，承载力显著下降，大型液压排水板容易发生深陷、侧移、倾覆等事故。故该场地排水板施工机械选型定为轨道振动插板机。

对比例：本场地共进114台轨道插板机，这些轨道插板机为现有设备，施工结果：回带严重，场地不留带，回带率80％以上，不能成桩。回带原因分析：

A、原滩涂区域回带是因为场地淤泥流塑，流塑淤泥在施工过程中进入套筒内，卡住排水板带造成回带；

B、旧海堤区域是因为场地填土层有石头，振动作用在石头上、使外包式排水板断带，形成回带；

C、临近开山区，是因为场地地层较硬，振动成孔后，孔内淤泥不能自行闭合，握裹住排水板头，从产生回带。

使用本实用新型的所述轨道振动插板机，排水板回带率降低至5％左右。

本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。

Claims (20)

1.一种排水板插板钢靴，其特征在于，包括叠放在一起的第一钢片和第二钢片，其中：

所述钢靴上设有惯穿两者的左部的穿线孔和惯通两者的右部的穿线孔，用于穿设挂索，其中，

所述挂索与所述钢靴之间允许排水板穿过，以将钢靴挂在所述排水板上；

所述第一、第二钢片的中部受到第一方向的力，所述第一、第二钢片的边缘部受到与第一方向相反的第二方向的力时，可使第一、第二钢片的边缘部向所述第一方向折弯构成伞状结构。

2.根据权利要求1所述的排水板插板钢靴，其特征在于，所述挂索为14～16号铁线。

3.根据权利要求1所述的排水板插板钢靴，其特征在于，所述第一钢片的厚度为0.4～0.6 mm；

所述第二钢片的厚度为0.4～0.6 mm。

4.根据权利要求1或3所述的排水板插板钢靴，其特征在于，所述第一、第二钢片的总厚度为0.9～1 mm。

5.根据权利要求3所述的排水板插板钢靴，其特征在于，所述第一钢片的厚度为0.5mm；所述第二钢片的厚度为0.5 mm。

6.根据权利要求1或3所述的排水板插板钢靴，其特征在于，所述第一、第二钢片的总厚度为1 mm。

7.根据权利要求1所述的排水板插板钢靴，其特征在于，所述第一、第二钢片选自不含有铝，含有锰的材料。

8.根据权利要求7所述的排水板插板钢靴，其特征在于，所述第一、第二钢片为301号钢。

9.根据权利要求1所述的排水板插板钢靴，其特征在于，所述第一钢片的宽度为90～100 mm，长度为150～170 mm；

所述第二钢片的宽度为90～100 mm，长度为150～170 mm。

10.根据权利要求1所述的排水板插板钢靴，其特征在于，钢靴上左部的所述穿线孔与钢靴上右部的所述穿线孔之间的间距D可允许排水板穿过。

11.根据权利要求10所述的排水板插板钢靴，其特征在于，所述间距D为105 mm。

12.一种排水板插板装置，包括用于套在所述排水板外侧的套管，其特征在于，还包括权利要求1-11任意一项所述的排水板插板钢靴。

13.根据权利要求12所述的排水板插板装置，其特征在于，所述套管的下部的宽度沿朝向其下端的方向减小构成收拢的尖头部。

14.根据权利要求12或13所述的排水板插板装置，其特征在于，所述套管的下端还固定连接有一锲型嘴。

15.根据权利要求14所述的排水板插板装置，其特征在于，所述锲型嘴的横截面为菱形结构，或者，类似菱形的具有一长轴和一短轴的多边形结构。

16.根据权利要求14所述的排水板插板装置，其特征在于，所述锲型嘴的一端较另一端更大，其中：

所述锲型嘴较小的一端的外尺寸为短轴SOD 32～50 mm，长轴LOD 130～139 mm，

所述锲型嘴较小的一端的内尺寸为短轴SID 12～20 mm，长轴LID 102～109 mm。

17.根据权利要求14所述的排水板插板装置，其特征在于，所述钢靴用于抵接于所述锲型嘴的一端以封闭该锲型嘴，其中，所述钢靴的边缘比所述锲型嘴外扩20～30 cm。

18.根据权利要求14所述的排水板插板装置，其特征在于，所述锲型嘴的宽度，从其较大的一端至其较小的一端逐渐减小。

19.一种轨道振动插板机，包括权利要求12-18任意一项所述的排水板插板装置。

20.根据权利要求19所述的轨道振动插板机，其特征在于，所述套管、锲型嘴以及钢靴可构成一个一端密封的箱体；

所述排水板的一端从所述钢靴、所述挂索之间穿过后反折，将钢靴挂接于排水板上。

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